DE102015114709A1

DE102015114709A1 - Fahrzeugsystem und Verfahren zum Anpassen der Fahrpedalfreigaberegeneration

Info

Publication number: DE102015114709A1
Application number: DE102015114709.2A
Authority: DE
Inventors: William Paul Perkins; Douglas Raymond Martin; Kenneth James Miller
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2016-03-24
Also published as: US20160082842A1; CN105437983B; CN105437983A; US9545849B2

Abstract

Ein Verfahren gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst u.a. Steuern eines elektrifizierten Fahrzeugs durch Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeugsystem und ein Verfahren, die mit einem elektrifizierten Fahrzeug in Zusammenhang stehen. Das Fahrzeugsystem ist dazu konfiguriert, die Fahrpedalfreigaberegeneration des elektrifizierten Fahrzeugs als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze anzupassen.
HINTERGRUND
Die Notwendigkeit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen bei Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen ist allseits bekannt. Es werden daher Fahrzeuge entwickelt, die die Abhängigkeit von Brennkraftmaschinen verringern oder vollständig beseitigen. Bei elektrifizierten Fahrzeugen handelt es sich um eine Art von Fahrzeug, die gegenwärtig zu diesem Zweck entwickelt werden. Im Allgemeinen unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge von herkömmlichen Kraftfahrzeugen darin, dass sie selektiv durch eine oder mehrere batteriebetriebene elektrische Maschinen angetrieben werden. Im Gegensatz dazu basiert der Antrieb des Fahrzeugs bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen ausschließlich auf der Brennkraftmaschine.
Die Verwendung einer elektrischen Maschine zur Verzögerung eines elektrifizierten Fahrzeugs ist bekannt. Dies wird gemeinhin als regeneratives Bremsen bezeichnet. Regeneratives Bremsen kann während Brems- oder Fahrpedalfreigabebedingungen durch Konfigurieren der elektrischen Maschine als ein Generator erzielt werden. Der Vorgang der Leistungserzeugung mithilfe der elektrischen Maschine erzeugt ein negatives Bremsmoment, oder regeneratives Drehmoment, an der elektrischen Maschine. Das negative Drehmoment wird zur Verlangsamung des elektrifizierten Fahrzeugs auf die Antriebsräder übertragen.
Fahrer von elektrifizierten Fahrzeugen können ein Bremspedal so schlagartig oder heftig betätigen, dass eine Systemregenerationsgrenze überschritten wird, wodurch die Reibbremsen des Fahrzeugs zum Anlegen des verzögernden Raddrehmoments gezwungen werden. Bei zu aggressivem Bremsen geht die Regenerationsenergie an die Reibbremsen des Fahrzeugs verloren, wodurch die Kraftstoffökonomie reduziert werden kann.
KURZE DARSTELLUNG
Ein Verfahren gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem Steuern eines elektrifizierten Fahrzeugs durch Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens umfasst der Steuerschritt schrittweises Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration jedes Mal, wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wird.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst der Schritt des schrittweisen Erhöhens der Fahrpedalfreigaberegeneration das Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration um ein vorbestimmtes Maß jedes Mal, wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wird.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst der Steuerschritt schrittweises Erhöhen oder Verringern der Fahrpedalfreigaberegeneration, wenn das Bremsverhalten des Fahrers ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das vorbestimmte Kriterium, ob die Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs während einer vorbestimmten Anzahl von Schlüsselzyklen betätigt wurden.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das vorbestimmte Kriterium, ob die Systemregenerationsgrenze während einer vorbestimmten Zeitspanne oder einer vorbestimmten Anzahl von Bremsereignissen überschritten wurde.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst der Steuerschritt Überwachen eines Bremsereignisses und Bestimmen, ob die Systemregenerationsgrenze während des Bremsereignisses überschritten wurde.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst der Bestimmungsschritt Bestimmen, ob die Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs während des Bremsereignisses betätigt wurden.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst der Steuerschritt Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration lediglich dann, wenn die erhöhte Fahrpedalfreigaberegeneration eine vorbestimmte maximale Fahrpedalfreigaberegeneration nicht überschreitet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs basierend auf der erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration während eines nachfolgenden Fahrpedalfreigabeereignisses.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer ersten Verzögerungsrate als Reaktion auf ein erstes Fahrpedalfreigabeereignis und Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer zweiten Verzögerungsrate, die größer als die erste Verzögerungsrate ist, während eines zweiten Fahrpedalfreigabeereignisses als Reaktion auf eine Überschreitung der Systemregenerationsgrenze des elektrifizierten Fahrzeugs während des ersten Fahrpedalfreigabeereignisses.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren Ansteuern eines Drehmomentbefehlssignals, das aus der erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration stammt, zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer gewünschten Verzögerungsrate während eines nachfolgenden Fahrpedalfreigabeereignisses an eine elektrische Maschine.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst der Steuerschritt Verringern der Fahrpedalfreigaberegeneration, wenn die Systemregenerationsgrenze während einer vorbestimmten Zeitspanne vor dem Verringerungsschritt nicht überschritten wurde.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren Bestimmen einer Position des elektrifizierten Fahrzeugs und Bestimmen, ob die Systemregenerationsgrenze zuvor an dieser Position überschritten wurde.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren Durchführen des Steuerschritts, wenn die Systemregenerationsgrenze zuvor an dieser Position überschritten wurde.
Ein Fahrzeugsystem nach einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem eine elektrische Maschine und ein Steuermodul, das mit der elektrischen Maschine in Verbindung steht und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze während eines Bremsereignisses des Fahrzeugsystems eine an die elektrische Maschine angesteuerte negative Drehmomentanforderung zu erhöhen.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Fahrzeugsystems überträgt ein Fahrpedal ein Pedalpositionssignal an das Steuermodul.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der beiden vorstehenden Fahrzeugsysteme überträgt ein Bremspedal ein Pedalpositionssignal an das Steuermodul.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeugsysteme stammt die negative Drehmomentanforderung aus einer mit der Fahrpedalfreigaberegeneration in Zusammenhang stehenden Leistungsberechnung.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Fahrzeugsysteme ist das Steuermodul dazu konfiguriert, die an die elektrische Maschine angesteuerte negative Drehmomentanforderung zu verringern, wenn die Systemregenerationsgrenze während des Bremsereignisses nicht überschritten wird und das Bremsverhalten eines Fahrers ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen aus den vorhergehenden Absätzen, den Ansprüchen oder der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, einschließlich beliebiger ihrer verschiedenen Aspekte oder entsprechender einzelner Merkmale, können unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination betrachtet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, gelten für alle Ausführungsformen, es sei denn, derartige Merkmale sind nicht kompatibel.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beiliegenden Zeichnungen können wie folgt kurz beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs dar.
2 stellt ein Fahrzeugsystem eines elektrifizierten Fahrzeugs dar.
3 stellt schematisch eine Fahrzeugsteuerstrategie zum Anpassen der Fahrpedalfreigaberegeneration eines elektrifizierten Fahrzeugs als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze dar.
4 stellt schematisch eine Fahrzeugsteuerstrategie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeugsystem und ein Verfahren zum Anpassen der Fahrpedalfreigaberegeneration während bestimmter Fahrereignisse. Beispielsweise kann das Fahrzeugsystem die Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze oder der maximalen Menge an Energie, die durch das Fahrzeug während einer gegebenen Zeitspanne zurückgewonnen werden kann, anpassen. Die Fahrpedalfreigaberegeneration kann jedes Mal, wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wurde, schrittweise erhöht werden. Umgekehrt kann die Fahrpedalfreigaberegeneration während anderen Bedingungen, wie z. B. wenn angemessenes Bremsverhalten beobachtet wurde, schrittweise verringert werden. Diese und andere Merkmale werden in den folgenden Absätzen detaillierter erörtert.
1 stellt schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 12 dar. Obgleich ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) dargestellt wird, versteht sich, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf HEVs beschränkt sind und auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erweitert werden könnten, darunter, jedoch nicht darauf beschränkt, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) und Fahrzeuge mit modularem Hybridgetriebe (MHTs).
Bei einer Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein leistungsverzweigtes Antriebsstrangsystem, das ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste Antriebssystem umfasst eine Kombination aus der Kraftmaschine 14 und dem Generator 18 (d. h. einer ersten elektrischen Maschine). Das zweite Antriebssystem umfasst mindestens einen Motor 22 (d.h. eine zweite elektrische Maschine), den Generator 18 und eine Batterieanordnung 24. In diesem Beispiel wird das zweite Antriebssystem als ein elektrisches Antriebssystem des Antriebsstrangs 10 angesehen. Das erste und zweite Antriebssystem erzeugen Drehmoment zum Antreiben eines oder mehrerer Sätze Fahrzeugantriebsräder 28 des elektrifizierten Fahrzeugs 12. Obgleich eine Leistungsverzweigungskonfiguration gezeigt wird, erstreckt sich die vorliegende Offenbarung auf alle Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, darunter Voll-Hybride, Parallel-Hybride, Serien-Hybride, Mild-Hybride und Mikro-Hybride.
Die Kraftmaschine 14, die eine Brennkraftmaschine umfassen könnte, und der Generator 18 können über ein Verteilergetriebe 30, wie z. B. einen Planetenradsatz, verbunden sein. Natürlich können auch andere Arten von Verteilergetrieben, darunter andere Zahnradsätze und Getriebe, zur Verbindung der Kraftmaschine 14 mit dem Generator 18 verwendet werden. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Verteilergetriebe 30 um einen Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägeranordnung 36 umfasst.
Der Generator 18 kann durch das Verteilergetriebe 30 zur Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie durch die Kraftmaschine 14 angetrieben werden. Der Generator 18 kann alternativ zur Umwandlung von elektrischer Energie in kinetische Energie als Motor wirken, wobei Drehmoment an eine mit dem Verteilergetriebe 30 verbundene Welle 38 ausgegeben wird. Da der Generator 18 mit der Kraftmaschine 14 wirkverbunden ist, kann die Drehzahl der Kraftmaschine 14 über den Generator 18 gesteuert werden.
Das Hohlrad 32 des Verteilergetriebes 30 kann mit einer Welle 40 verbunden sein, die durch ein zweites Verteilergetriebe 44 mit Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Das zweite Verteilergetriebe 44 kann einen Zahnradsatz mit mehreren Zahnrädern 46 umfassen. Andere Verteilergetriebe können auch geeignet sein. Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von der Kraftmaschine 14 zu einem Differenzial 48, um letztlich Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 28 bereitzustellen. Das Differenzial 48 kann mehrere Zahnräder umfassen, die die Übertragung von Drehmoment zu den Fahrzeugantriebsrädern 28 ermöglichen. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Verteilergetriebe 44 über das Differenzial 48 zur Verteilung von Drehmoment zu den Fahrzeugantriebsrädern 28 mit einer Achse 50 mechanisch gekoppelt.
Der Motor 22 kann auch zum Antreiben der Fahrzeugantriebsräder 28 eingesetzt werden, und zwar durch Abgeben von Drehmoment an eine Welle 52, die auch mit dem zweiten Verteilergetriebe 44 verbunden ist. Bei einer Ausführungsform können der Motor 22 und der Generator 18 als Teil eines regenerativen Bremssystems zusammenwirken, bei dem sowohl der Motor 22 als auch der Generator 18 zur Abgabe von Drehmoment als Motoren eingesetzt werden können. Beispielsweise können der Motor 22 und der Generator 18 jeweils elektrische Leistung an die Batterieanordnung 24 abgeben.
Die Batterieanordnung 24 ist eine beispielhafte Art einer Batterieanordnung für ein elektrifiziertes Fahrzeug. Die Batterieanordnung 24 kann einen Hochspannungsbatteriesatz umfassen, der mehrere Batteriearrays umfasst, die zur Abgabe elektrischer Leistung zum Betreiben des Motors 22 und des Generators 18 in der Lage sind. Andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder -abgabevorrichtungen können auch zur Versorgung des elektrifizierten Fahrzeugs 12 mit elektrischer Leistung verwendet werden.
Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform verfügt das elektrifizierte Fahrzeug 12 über zwei Grundbetriebsmodi. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann in einem EV(Electric Vehicle)-Modus betrieben werden, wobei der Motor 22 zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird (im Allgemeinen ohne Unterstützung von der Kraftmaschine 14), wobei der Ladezustand der Batterieanordnung 24 bis zu ihrer maximal zulässigen Entladungsrate bei bestimmten Fahrmustern/-zyklen verbraucht wird. Der EV-Modus ist ein Beispiel eines Ladungsverbrauchsbetriebsmodus für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Während des EV-Modus kann sich der Ladezustand der Batterieanordnung 24 unter bestimmten Umständen erhöhen, beispielsweise aufgrund eines Zeitraums regenerativen Bremsens. Die Kraftmaschine 14 ist bei einem standardmäßigen EV-Modus im Allgemeinen AUS, könnte jedoch basierend auf einem Fahrzeugsystemzustand oder je nach Belieben des Bedieners betrieben werden, falls dies erforderlich ist.
Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann darüber hinaus in einem HEV(Hybrid)-Modus betrieben werden, wobei sowohl die Kraftmaschine 14 als auch der Motor 22 für den Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden. Der HEV-Modus ist ein Beispiel eines Ladungserhaltungsbetriebsmodus für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Während des HEV-Modus kann das elektrifizierte Fahrzeug 12 die Verwendung des Antriebs durch den Motor 22 reduzieren, um den Ladezustand der Batterieanordnung 24 auf einer konstanten oder nahezu konstanten Höhe durch Erhöhen der Verwendung des Antriebs durch die Kraftmaschine 14 zu halten. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann neben dem EV- und HEV-Modus auch in anderen Betriebsmodi innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung betrieben werden.
2 stellt ein Fahrzeugsystem 56 dar, das in ein Fahrzeug, wie z. B. das elektrifizierte Fahrzeug 12 von 1, integriert werden kann. Das Fahrzeugsystem 56 ist dazu ausgelegt, ein Ausmaß an Fahrpedalfreigaberegeneration, das zur Verzögerung eines elektrifizierten Fahrzeugs während bestimmter Fahrbedingungen, wie z. B. als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze, verwendet wird, anzupassen. Bei der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Begriff „Fahrpedalfreigaberegeneration“ auf den Vorgang des Erzeugens von Leistung mit einer elektrischen Maschine, um ein negatives Drehmoment zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs zu erzeugen, und des Speicherns der gesammelten Energie in einer Hochspannungsbatterie, wenn ein Fahrer ein Fahrpedal freigibt. Des Weiteren bezieht sich der Begriff „Systemregenerationsgrenze“ auf die maximale Höhe an Leistung/Strom/Spannung oder einer ähnlichen Maßeinheit, die von den Komponenten des Fahrzeugsystems 56 in einer gegebenen Zeitspanne während eines Fahrpedalfreigaberegenerationszeitraums wiedergewonnen werden kann.
Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst das beispielhafte Fahrzeugsystem 56 ein Fahrpedal 54, ein Bremspedal 58, eine elektrische Maschine 59 und ein Steuermodul 60. Das Fahrpedal 54 kann sich in einem Fahrgastraum 62 (schematisch gezeigt) an Bord eines elektrifizierten Fahrzeugs befinden. Das Fahrpedal 54 kann zur Anforderung eines Drehmoment-, Leistung- oder Antriebsbefehls zum Antrieb oder zur Verzögerung des Fahrzeugs durch einen Fahrer betätigt werden. Das Fahrpedal 54 kann in mehreren Fahrpedalpositionen zwischen vollständig freigegeben (als Position T1 gezeigt, auch Fahrpedalfreigabe genannt) und durchgetreten (als Position T2 gezeigt) positioniert sein. Beispielsweise ist das Fahrpedal 54 bei einer Pedalposition von 0 % vollständig freigegeben (d.h., der Fuß des Fahrers ist vom Fahrpedal 54 genommen wurden), und bei einer Pedalposition von 100 % ist das Fahrpedal 54 vollständig durchgetreten (d.h., der Fuß des Fahrers hat das Fahrpedal 54 auf ein Bodenbrett 64 des Fahrgastraums 62 heruntergedrückt). Das Fahrzeugsystem 56 kann eine Fahrpedalfreigaberegeneration ansteuern, wenn sich das Fahrpedal 54 in der Position T1 befindet.
Das Fahrpedal 54 kann eine elektronische Vorrichtung sein, die einen Sensor 66 zum Anzeigen der Fahrpedalposition während des Fahrzeugbetriebs umfasst. Im Allgemeinen kann der Sensor 66 ein Pedalpositionssignal S1 erzeugen, das mit Herunterdrücken und/oder Freigeben des Fahrpedals 54 zum Steuermodul 60 übertragen wird.
Das Bremspedal 58 kann sich gleichermaßen im Fahrgastraum 62 befinden. Das Bremspedal 58 kann zur Verzögerung des Fahrzeugs durch den Fahrer betätigt werden. Das Bremspedal 58 kann zur Aktivierung von regenerativem Bremsen und/oder zur Aktivierung der Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs (nicht gezeigt) zum Bodenbrett 64 hin heruntergedrückt werden. Bei einer Ausführungsform ist das Bremspedal 58 eine elektronische Vorrichtung, die einen Sensor 76 zum Anzeigen einer Pedalposition, wenn das Bremspedal 58 betätigt wird, umfasst. Der Sensor 76 kann ein Pedalpositionssignal S2 erzeugen, dass bei Anlegen von Druck an das Bremspedal 58 zum Steuermodul 60 übertragen wird. Das Pedalpositionssignal S2 kann eine Höhe von an das Bremspedal 58 angelegtem Druck anzeigen.
Die elektrische Maschine 59 kann als ein Elektromotor, ein Generator oder ein kombinierter Elektromotor/Generator konfiguriert sein. Zumindest basierend auf einem Eingang von dem Fahrpedal 54 über das Pedalpositionssignal S1 und dem Bremspedal 58 über das Pedalpositionssignal S2 kann das Steuermodul 60 zur Erzeugung von Leistung Drehmoment (entweder positives Drehmoment oder negatives Drehmoment) von der elektrischen Maschine 59 ansteuern. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 59 vom Steuermodul 60 Drehmomentbefehlssignale S3 zum Antreiben des elektrifizierten Fahrzeugs oder zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs während Fahrpedalfreigaberegenerationzeiträumen empfangen. In einigen Fahrsituationen, wie z. B. Bedingungen aggressiven Bremsens, kann das Steuermodul 60 zusätzlich oder alternativ dazu die Reibbremsen (nicht gezeigt) zur Verzögerung des Fahrzeugs betätigen.
Es wird zwar ein einziges Modul in der dargestellten Ausführungsform schematisch dargestellt, das Steuermodul 60 des Fahrzeugsystems 56 kann jedoch Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere über ein elektrifiziertes Fahrzeug hinweg verteilte Steuerungen, wie z. B. eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC – Vehicle System Controller), die eine Antriebsstrangsteuereinheit, eine Getriebesteuereinheit, eine Kraftmaschinensteuereinheit, ein elektronisches Batteriesteuermodul (BECM) usw. umfasst, gesteuert werden. Es versteht sich daher, dass das Steuermodul 60 und eine oder mehrere andere Steuerungen insgesamt als "ein Steuermodul" bezeichnet werden können, das als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren zur Steuerung von mit dem elektrifizierten Fahrzeug, und in diesem Fall mit dem Fahrzeugsystem 56, in Zusammenhang stehenden Funktionen verschiedene Aktuatoren steuert, beispielsweise über mehrere in Wechselbeziehung stehende Algorithmen. Die verschiedenen Steuerungen, aus denen sich die VSC zusammensetzt, können unter Verwendung eines gemeinsamen Busprotokolls (z. B. CAN) miteinander in Verbindung stehen.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Steuermodul 60 ausführbare Anweisungen zum Zusammenwirken mit und Betreiben von verschiedenen Komponenten des Fahrzeugsystems 56. Das Steuermodul 60 kann Eingänge 68 und Ausgänge 70 zum Zusammenwirken mit den Komponenten des Fahrzeugsystems 56 umfassen. Das Steuermodul 60 kann zusätzlich eine Zentraleinheit 72 und einen nichtflüchtigen Speicher 74 zum Ausführen der verschiedenen Steuerstrategien und Modi des Fahrzeugsystems 56 umfassen.
Bei einer Ausführungsform ist das Steuermodul 60 dazu konfiguriert, Bremsereignisse des elektrifizierten Fahrzeugs zu überwachen und ein Ausmaß an Fahrpedalfreigaberegeneration zu erhöhen, wenn die Grenze für regenerative Leistung während des Bremsereignisses überschritten wird. Eine gewünschte Verzögerungsrate, die mit der Fahrpedalfreigaberegeneration in Zusammenhang steht, kann zumindest basierend auf dem Pedalpositionssignal S1 und dem Pedalpositionssignal S2 berechnet werden. Das Steuermodul 60 kann ein Drehmomentansteuersignal S3 an die elektrische Maschine 59 übertragen, um die gewünschte Verzögerungsrate während des Fahrpedalfreigabeereignisses zu erreichen.
3 stellt mit fortgeführtem Bezug auf die 1–2 schematisch eine Fahrzeugsteuerstrategie 100 eines elektrifizierten Fahrzeugs 12, das mit dem oben beschriebenen Fahrzeugsystem 56 ausgestattet ist, dar. Die beispielhafte Fahrzeugsteuerstrategie 100 kann zum Anpassen der Fahrpedalfreigaberegeneration des elektrifizierten Fahrzeugs 12 während bestimmter Fahrereignisse durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze des elektrifizierten Fahrzeugs 12 während eines Bremsereignisses erhöht werden. Natürlich ist das Fahrzeugsystem 56 auch in der Lage, andere Steuerstrategien im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu implementieren und auszuführen. Bei einer Ausführungsform kann das Steuermodul 60 des Fahrzeugsystems 56 mit einem oder mehreren Algorithmen programmiert sein, die dazu ausgelegt sind, die Fahrzeugsteuerstrategie 100 oder eine beliebige andere Steuerstrategie durchzuführen. Mit anderen Worten, kann die Fahrzeugsteuerstrategie einer nicht einschränkenden Ausführungsform als ausführbare Anweisungen in einem nicht flüchtigen Speicher 74 des Steuermoduls 60 gespeichert werden.
Wie in 3 gezeigt, beginnt die Fahrzeugsteuerstrategie 100 bei Block 102. Bei Block 104 überwacht das Fahrzeugsystem 56 Bremsereignisse des elektrifizierten Fahrzeugs 12. Ein Bremsereignis tritt auf, wenn das Bremspedal 58 durch einen Fahrer betätigt wird. Dies würde auch mit einem Fahrpedalfreigabeereignis, bei dem der Fahrer den Druck auf das Fahrpedal 54 reduziert (d.h., das Fahrpedal 54 in die Position T1 von 2 bewegt), zusammenfallen. Das Steuermodul 60 des Fahrzeugsystems 56 kann die Bremsereignisse basierend auf Pedalpositionssignalen S1, S2 von den Sensoren 66, 76 überwachen.
Bei Block 106 bestimmt die Fahrzeugsteuerstrategie 100, ob eine Systemregenerationsgrenze des elektrifizierten Fahrzeugs 12 während jedes Bremsereignisses überschritten wurde. Bei einer Ausführungsform bestimmt das Fahrzeugsystem 56, ob die Systemregenerationsgrenze überschritten wurde oder nicht, durch Bestimmen, ob die Reibbremsen zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs 12 während des Bremsereignisses genutzt wurden. Diese Bestimmung kann durch Berechnen, ob die Bremsleistungsanforderung (vom Pedalpositionssignal S2 abgeleitet) die Grenze für die regenerative Leistung überschreitet, erfolgen. Falls die Differenz zwischen der Bremsleistungsanforderung und der Grenze für die regenerative Leistung null überschreitet, wurden die Reibbremsen zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs 12 betätigt. Anderweitig ausgedrückt, wenn die Reibbremsen zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs 12 verwendet wurden, kann die Fahrzeugsteuerstrategie 100 schlussfolgern, dass die Grenze für die regenerative Leistung überschritten wurde.
Wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wurde, geht die Fahrzeugsteuerstrategie 100 zu Block 108 über und steuert eine erhöhte Fahrpedalfreigaberegeneration für das nächste Fahrpedalfreigabeereignis an. Bei einer Ausführungsform wird die Fahrpedalfreigaberegeneration, die eine durch die elektrische Maschine 59 erzeugte zugehörige Leistungsberechnung umfasst, als Reaktion auf das Überschreiten der Systemregenerationsgrenze schrittweise erhöht. Die Fahrpedalfreigaberegeneration kann um einen vorbestimmten Prozentsatz erhöht werden, der in einem Beispiel einer Erhöhung von 1% entspricht, obgleich jedoch auch andere schrittweise Erhöhungen in Betracht gezogen werden. Das Steuermodul 60 kann ein Drehmomentbefehlssignal S3 zum Erreichen einer gewünschten Verzögerungsrate, das aus der Leistungsberechnung stammt, die mit der erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs 12 in Zusammenhang steht, an die elektrische Maschine 59 übertragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Fahrzeugsteuerstrategie 100 auch steuern, wie stark die Fahrpedalfreigaberegeneration schrittweise erhöht wird, was von einem Fahrpedalfreigabeereignis zum nächsten variieren kann. Das Ausmaß der Änderung kann von dem Ausmaß abhängen, um das die Systemregenerationsgrenze überschritten wurde. Verschiedene Faktoren können diese Berechnung beeinflussen, darunter u.a. Bremsmoment, Raddrehzahl, Motordrehmoment, Motordrehzahl, Triebstrangverluste sowie andere parasitäre Leistungsverluste.
Die Fahrzeugsteuerstrategie 100 kann dazu ausgelegt sein, die Fahrpedalfreigaberegeneration bei Block 108 nur zu erhöhen, wenn eine derartige Erhöhung eine vorbestimmte maximale Fahrpedalfreigaberegeneration nicht überschreitet. Die vorbestimmte maximale Fahrpedalfreigaberegeneration kann ein in dem nicht flüchtigen Speicher 74 des Steuermoduls 60, wie z. B. in einer Nachschlagetabelle, gespeicherter Wert zum Vergleich mit der bei Block 108 berechneten erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration sein.
Bei einer Ausführungsform wird das elektrifizierte Fahrzeug 12 mit einer ersten Verzögerungsrate vor Block 108 (d.h., als Reaktion auf ein erstes Fahrpedalfreigabeereignis) verzögert, und kann mit einer zweiten Verzögerungsrate, die größer als die erste Verzögerungsrate ist, als Reaktion auf ein zweites Fahrpedalfreigabeereignis, dass nach Block 108 auftritt, verzögert werden. Anderweitig ausgedrückt, tritt das erste Fahrpedalfreigabeereignis vor dem Überschreiten der Systemregenerationsgrenze auf, und das zweite Fahrpedalfreigabeereignis tritt nach dem Überschreiten der Systemregenerationsgrenze auf. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann somit nach dem Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze heftiger verzögert werden.
Alternativ dazu kann die Fahrzeugsteuerstrategie 100, wenn die Systemregenerationsgrenze bei Block 106 nicht überschritten wird, zu Block 110 übergehen. Die Fahrzeugsteuerstrategie 100 kann bestimmen, ob der Fahrer des elektrifizierten Fahrzeugs 12 bei Block 110 angemessenes Bremsverhalten gezeigt hat. Beispielsweise kann die Fahrzeugsteuerstrategie 100 dazu ausgelegt sein, das Bremsverhalten des Fahrers mit einem oder mehreren vorbestimmten Kriterien zu vergleichen. Bei einer Ausführungsform umfassen die vorbestimmten Kriterien, ob die Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs 12 während einer vorbestimmten Anzahl von vorhergehenden Schlüsselzyklen betätigt wurden. Bei einer weiteren Ausführungsform können die vorbestimmten Kriterien eine vorbestimmte Zeitspanne oder Anzahl an Bremsereignissen, für die die Systemregenerationsgrenze nicht überschritten wurde, umfassen.
Die Fahrzeugsteuerstrategie 100 geht zu Block 112 über, wenn das Bremsverhalten des Fahrers die vorbestimmten Kriterien während des Vergleichs von Block 110 erfüllt. Die Fahrpedalfreigaberegeneration kann dann bei Block 112 verringert oder zurückgeschraubt werden. Die Fahrpedalfreigaberegeneration kann um einen vorbestimmten Prozentsatz, bei dem es sich in einem Beispiel um eine Verringerung von 1% handelt, verringert werden, obwohl andere schrittweise Verringerungshöhen ebenfalls in Betracht gezogen werden. Das Steuermodul 60 kann ein Drehmomentbefehlssignal S3, das aus der Leistungsberechnung stammt, die mit dem Wert der verringerten Fahrpedalfreigaberegeneration in Zusammenhang steht, zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs 12 mit einer anderen Verzögerungsrate während eines nachfolgenden Fahrpedalfreigabezustands an die elektrische Maschine 59 übertragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Fahrzeugsteuerstrategie 100 dazu ausgelegt sein, die Fahrpedalfreigaberegeneration bei Block 112 nur zu verringern, wenn eine derartige Verringerung eine vorbestimmte minimale Fahrpedalfreigaberegeneration nicht überschreitet. Die vorbestimmte minimale Fahrpedalfreigaberegeneration kann ein in dem nicht flüchtigen Speicher 74 des Steuermoduls 60, wie z. B. in einer Nachschlagetabelle, gespeicherter Wert zum Vergleich mit der bei Block 112 berechneten verringerten Fahrpedalfreigaberegeneration sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf vorbestimmte Kriterien, die mit dem Bremsverhalten des Fahrers in Zusammenhang stehen, erhöht werden. Beispielsweise kann das Steuermodul 60 die ersten paar Male, die die Systemregenerationsgrenze überschritten wird, ignorieren und dann beginnen, die Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf nachfolgendes Überschreiten von Systemregenerationsgrenzen zu erhöhen.
4 stellt eine weitere beispielhafte Fahrzeugsteuerstrategie 200 dar, die durch das Fahrzeugsystem 56 implementiert und ausgeführt werden kann. Zunächst kann bei Block 202 eine Position des elektrifizierten Fahrzeugs 12 bestimmt werden. Bei einer Ausführungsform nutzt das Fahrzeugsystem 56 GPS-Technologie zur Bestimmung der Position des elektrifizierten Fahrzeugs 12. Andere Technologien werden jedoch auch in Betracht gezogen und können getrennt von GPS-Technologie oder in Kombination damit verwendet werden.
Als nächstes bestimmt das Fahrzeugsystem 56 bei Block 204, ob der Fahrer des elektrifizierten Fahrzeugs 12 die Systemregenerationsgrenze überschritt, als er sich zuvor an der bei Block 202 identifizierten Position befand. Wenn nicht, kehrt die Fahrzeugsteuerstrategie zu Block 202 zurück. Wenn der Fahrer jedoch zuvor die Systemregenerationsgrenze an der bei Block 202 identifizierten Position überschritten hat, kann die Fahrzeugsteuerstrategie 100 die Fahrpedalfreigaberegeneration bei Block 206 erhöhen. Auf diese Weise kann das Fahrzeugsystem 56 die Fahrpedalfreigaberegeneration an Positionen, an denen der Fahrer zuvor die Systemregenerationsgrenze überschritten hat, rampenartig erhöhen, wodurch die Kraftstoffökonomie auf eine Art und Weise, die für den Fahrer nicht auffällig ist, erhöht wird.
Obwohl die verschiedenen nicht einschränkenden Ausführungsformen mit speziellen Komponenten oder Schritten dargestellt sind, sind die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus einer beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus einer beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
Es versteht sich, dass gleiche Bezugszahlen über die verschiedenen Zeichnungen hinweg entsprechende oder ähnliche Elemente bezeichnen. Es versteht sich, dass zwar eine bestimmte Komponentenanordnung in diesen Ausführungsbeispielen offenbart und dargestellt wird, andere Anordnungen jedoch auch von den Lehren der vorliegenden Offenbarung profitieren könnten.
Die vorstehende Beschreibung ist als Darstellung und in keiner Weise als einschränkend aufzufassen. Für einen Durchschnittsfachmann läge auf der Hand, dass bestimmte Modifikationen in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollen zur Bestimmung des wahren Schutzumfangs und Inhalts der vorliegenden Offenbarung die folgenden Ansprüche betrachtet werden.
Es wird ferner beschrieben:

A. Verfahren, das Folgendes umfasst: Steuern eines elektrifizierten Fahrzeugs durch Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze.
B. Verfahren nach A, wobei der Steuerschritt schrittweises Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration jedes Mal, wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wird, umfasst.
C. Verfahren nach B, wobei der Schritt des schrittweisen Erhöhens der Fahrpedalfreigaberegeneration Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration um ein vorbestimmtes Maß jedes Mal, wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wird, umfasst.
D. Verfahren nach A, wobei der Steuerschritt schrittweises Erhöhen oder Verringern der Fahrpedalfreigaberegeneration, wenn das Bremsverhalten des Fahrers ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, umfasst.
E. Verfahren nach D, wobei das vorbestimmte Kriterium umfasst, ob die Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs während einer vorbestimmten Anzahl von Schlüsselzyklen betätigt wurden.
F. Verfahren nach D, wobei das vorbestimmte Kriterium umfasst, ob die Systemregenerationsgrenze während einer vorbestimmten Zeitspanne oder einer vorbestimmten Anzahl von Bremsereignissen überschritten wurde.
G. Verfahren nach A, wobei der Steuerschritt Folgendes umfasst: Überwachen eines Bremsereignisses; und Bestimmen, ob die Systemregenerationsgrenze während des Bremsereignisses überschritten wurde.
H. Verfahren nach G, wobei der Bestimmungsschritt Bestimmen, ob die Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs während des Bremsereignisses betätigt wurden, umfasst.
I. Verfahren nach A, wobei der Steuerschritt Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration lediglich dann, wenn die erhöhte Fahrpedalfreigaberegeneration eine vorbestimmte maximale Fahrpedalfreigaberegeneration nicht überschreitet, umfasst.
J. Verfahren nach A, das Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs basierend auf der erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration während eines nachfolgenden Fahrpedalfreigabeereignisses umfasst.
K. Verfahren nach A, das Folgendes umfasst: Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer ersten Verzögerungsrate als Reaktion auf ein erstes Fahrpedalfreigabeereignis; und Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer zweiten Verzögerungsrate, die größer als die erste Verzögerungsrate ist, während eines zweiten Fahrpedalfreigabeereignisses als Reaktion auf eine Überschreitung der Systemregenerationsgrenze des elektrifizierten Fahrzeugs während des ersten Fahrpedalfreigabeereignisses.
L. Verfahren nach A, das Ansteuern eines Drehmomentbefehlssignals, das aus der erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration stammt, zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer gewünschten Verzögerungsrate während eines nachfolgenden Fahrpedalfreigabeereignisses an eine elektrische Maschine umfasst.
M. Verfahren nach A, wobei der Steuerschritt Verringern der Fahrpedalfreigaberegeneration, wenn die Systemregenerationsgrenze während einer vorbestimmten Zeitspanne vor dem Verringerungsschritt nicht überschritten wurde, umfasst.
N. Verfahren nach A, das Folgendes umfasst: Bestimmen einer Position des elektrifizierten Fahrzeugs; und Bestimmen, ob die Systemregenerationsgrenze zuvor an dieser Position überschritten wurde.
O. Verfahren nach N, das Folgendes umfasst: Durchführen des Steuerschritts, wenn die Systemregenerationsgrenze zuvor an dieser Position überschritten wurde.
P. Fahrzeugsystem, das Folgendes umfasst: eine elektrische Maschine; und ein Steuermodul, das mit der elektrischen Maschine in Verbindung steht und dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze während eines Bremsereignisses des Fahrzeugsystems eine angesteuerte negative Drehmomentanforderung an die elektrische Maschine zu erhöhen.
Q. Fahrzeugsystem nach P, das ein Fahrpedal umfasst, das ein Pedalpositionssignal an das Steuermodul überträgt.
R. Fahrzeugsystem nach P, das ein Bremspedal umfasst, das ein Pedalpositionssignal an das Steuermodul überträgt.
S. Fahrzeugsystem nach P, wobei die negative Drehmomentanforderung aus einer mit der Fahrpedalfreigaberegeneration in Zusammenhang stehenden Leistungsberechnung stammt.
T. Fahrzeugsystem nach P, wobei das Steuermodul dazu konfiguriert ist, die an die elektrische Maschine angesteuerte negative Drehmomentanforderung zu verringern, wenn die Systemregenerationsgrenze während des Bremsereignisses nicht überschritten wird und das Bremsverhalten eines Fahrers ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Steuern eines elektrifizierten Fahrzeugs durch Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration als Reaktion auf das Überschreiten einer Systemregenerationsgrenze.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerschritt schrittweises Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration jedes Mal, wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des schrittweisen Erhöhens der Fahrpedalfreigaberegeneration Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration um ein vorbestimmtes Maß jedes Mal, wenn die Systemregenerationsgrenze überschritten wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerschritt schrittweises Erhöhen oder Verringern der Fahrpedalfreigaberegeneration, wenn das Bremsverhalten des Fahrers ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das vorbestimmte Kriterium umfasst, ob die Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs während einer vorbestimmten Anzahl von Schlüsselzyklen betätigt wurden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das vorbestimmte Kriterium umfasst, ob die Systemregenerationsgrenze während einer vorbestimmten Zeitspanne oder einer vorbestimmten Anzahl von Bremsereignissen überschritten wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerschritt Folgendes umfasst: Überwachen eines Bremsereignisses; und Bestimmen, ob die Systemregenerationsgrenze während des Bremsereignisses überschritten wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Bestimmungsschritt Bestimmen, ob die Reibbremsen des elektrifizierten Fahrzeugs während des Bremsereignisses betätigt wurden, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerschritt Erhöhen der Fahrpedalfreigaberegeneration lediglich dann, wenn die erhöhte Fahrpedalfreigaberegeneration eine vorbestimmte maximale Fahrpedalfreigaberegeneration nicht überschreitet, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs basierend auf der erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration während eines nachfolgenden Fahrpedalfreigabeereignisses umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes umfasst: Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer ersten Verzögerungsrate als Reaktion auf ein erstes Fahrpedalfreigabeereignis; und Verzögern des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer zweiten Verzögerungsrate, die größer als die erste Verzögerungsrate ist, während eines zweiten Fahrpedalfreigabeereignisses als Reaktion auf eine Überschreitung der Systemregenerationsgrenze des elektrifizierten Fahrzeugs während des ersten Fahrpedalfreigabeereignisses.
Verfahren nach Anspruch 1, das Ansteuern eines Drehmomentbefehlssignals, das aus der erhöhten Fahrpedalfreigaberegeneration stammt, zur Verzögerung des elektrifizierten Fahrzeugs mit einer gewünschten Verzögerungsrate während eines nachfolgenden Fahrpedalfreigabeereignisses an eine elektrische Maschine umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerschritt Verringern der Fahrpedalfreigaberegeneration, wenn die Systemregenerationsgrenze während einer vorbestimmten Zeitspanne vor dem Verringerungsschritt nicht überschritten wurde, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes umfasst: Bestimmen einer Position des elektrifizierten Fahrzeugs; und Bestimmen, ob die Systemregenerationsgrenze zuvor an dieser Position überschritten wurde.
Verfahren nach Anspruch 14, das Folgendes umfasst: Durchführen des Steuerschritts, wenn die Systemregenerationsgrenze zuvor an dieser Position überschritten wurde.